勃太空望遠鏡發現系外行星正在快速蒸發消散


瑞士日內瓦大學(University of Geneva)天文學家文森特·布里爾(Vincent Bourrier)等人透過哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)觀測發現一顆很靠近母恆星的系外行星GJ 3470b,這是顆海王星級系外行星,但離母恆星僅約六百萬公里,相當於水星到太陽距離的一成左右,其大氣被母恆星強烈輻射炙烤至超過攝氏930度的程度,導致大氣被快速蒸發,脫離行星重力掌控,使行星直徑逐漸縮減。

目前已知的非常靠近母恆星的系外行星中,絕大部分要嘛就大到熱木星(hot Jupiter)等級,要嘛就是小到熱超級地球(hot super-Earth,小於1.5倍地球直徑)等級,很少有介在中間的熱海王星(hot Neptune)等級。熱海王星之所以這麼罕見的原因,天文學家認為或許是因為這類熱海王星本來就很稀少,或是因為只在某一時期數量很多但之後卻消失的緣故。事實上,絕大部分已知的海王星級系外行星都只是「溫暖」的程度,其公轉距離遠離了天文學家認為能發現熱海王星的區域,是謂「暖海王星(warm Neptune)」。

天文學家不知道熱海王星都到哪去了。如果繪製行星大小相對於至母恆星距離的分佈圖,會發現圖中出現一個空白地帶,讓天文學家疑惑不已。天文學家們並不確定大氣蒸散對這個空白地帶的影響有多重要,但至少哈勃太空望遠鏡觀測顯示有許多暖海王星在空白地帶邊緣,所以這是大氣蒸散的確與空白地帶有關的直接證據。

由於被蒸散的大氣會在行星周圍形成龐大的氣體雲繭,行星經過母恆星前方時,氣體雲繭中的氫元素吸收恆星星光,致使恆星光譜中的紫外波段出現吸收特徵。因此布里爾等人就是利用哈勃太空望遠鏡上的光譜相機(Space Telescope Imaging Spectrograph)搜尋這個氫的紫外特徵,以茲為行星大氣流失的鐵證。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】

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